题目内容

如图所示是小明利用所学物理知识设计的电子秤的示意图.托盘、弹簧上端和金属滑片P固定在一起,定值电阻R=5Ω,ab是一根长为5cm的均匀电阻丝,总电阻R=20Ω;电源电压U=3V保持不变,电流表量程为0~0.6A.(弹簧的电阻不计,P与R间摩擦不计,g取10N/kg)求:
(1)在托盘中无物体时,使金属滑片P处于R最上端,闭合开关后,电流表读数为多少?
(2)该电子秤测量最大质量时电流表的示数是多少?
(3)已知该弹簧压缩的长度△L与所受压力F的关系如下表所示.开关S闭合后,当电流表指针指在0.2A处时,托盘中物体的质量为多少?
△L/cm0.511.522.533.544.55
F/N5101520253035404550


【答案】分析:(1)当P处于最上端时,R与R串联,由串联电路的规律可知总电阻,则由欧姆定律可求得电路中的电流;
(2)当P处于最下端时,电子秤测量最大质量,电路中只有R接入,由欧姆定律可求得电流表的示数;
(3)由欧姆定律可求得电路中的总电阻,则由串联电路的规律可知R接入的电阻;则可知弹簧压缩的长度,由表可知压力;由重力公式可求得质量.
解答:解:(1)电路中的电流:
I1====0.12A;
(2)电子秤测最大质量时:
电流表的示数:I2===0.6A;
(3)R总′===15Ω,
则R的接入电阻:R=R总′-R=10Ω;
则△L=2.5cm;
由表可知:F=25N;因F=mg;  
 故所测物体的质量:
  m=2.5Kg;
答:(1)电路中的电流为0.12A;(2)电流表的示数为0.6A;(3)所测物体的质量为2.5kg.
点评:本题应理解由于滑片的移动,当连入电阻最小时,电流表的示数最大;当连入电阻最大时,电流表的示数最小,同时解题的关键在于会在不同状态下利用欧姆定律求解.
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